Calificaciones emocionales y respuesta de conductancia de la piel a estímulos visuales, auditivos y hápticos

Participantes

En el experimento participaron cien voluntarios sanos (media=26,88 años; SD=9,11; rango: de 18 a 71 años; 61 mujeres). Todos los participantes, excepto 9, declararon ser diestros. La selección previa permitió que sólo tomaran parte en el experimento los participantes con visión normal (o corregida a normal), sin antecedentes de trastornos neurológicos, psicológicos o psiquiátricos, y sin deficiencias táctiles o auditivas. Los participantes fueron reclutados en la Universidad de Sussex, no conocían el propósito del experimento, fueron pagados por su participación y dieron su consentimiento informado por escrito. El estudio se llevó a cabo de acuerdo con los principios de la Declaración de Helsinki y fue aprobado por el comité de ética de la Universidad de Sussex (Ciencias & Comité de Ética de Investigación Transversal de Tecnología, Ref: ER/EG296/1).

Establecimiento y procedimiento de adquisición

Se invitó a los participantes a sentarse cómodamente frente a una pantalla de ordenador. Colocamos electrodos de registro SC (electrodos GSR, Shimmer®) en los dedos índice y anular de la mano izquierda de los participantes (como en la ref. 35), como se muestra en la Fig. 1.

Se dejó un tiempo variable (aproximadamente cinco minutos) para que los participantes se relajaran, se prepararan para el experimento y se familiarizaran con el montaje experimental. En particular, dentro de este tiempo, el experimentador mostró a los participantes cómo colocar correctamente su mano derecha sobre el dispositivo háptico, y luego se les pidió que pusieran repetidamente su mano derecha sobre él, memorizando la posición de la mano para que pudieran replicarla a lo largo del experimento. Además, se invitó a los participantes a encontrar una posición cómoda para la mano izquierda, que se les indicó que no debían mover mientras durara el experimento.

Al principio del experimento, se pidió a los participantes que volvieran a relajarse durante 60 s, para que la señal de SC alcanzara la línea de base. Al comienzo del experimento, se activó el registro del SC, que se mantuvo hasta el final del experimento. La entrega de cada estímulo emocional se marcó como disparador emocional en el registro de datos para ayudarnos a interpretar el significado de la señal SC.

Los estímulos emocionales se presentaron en un orden aleatorio. En particular, la presentación de los estímulos fue completamente aleatoria, en lugar de aleatoria en bloque, para evitar cualquier sesgo de escala relacionado con la modalidad sensorial (es decir, que los participantes adoptaran diferentes escalas dependiendo de la modalidad sensorial). Antes de cada estímulo, aparecía una cuenta atrás de tres segundos en el centro de la pantalla, seguida del estímulo. Cuando se presentaba un estímulo háptico o auditivo, se mostraba simultáneamente una frase en la pantalla (ya fuera «reproduciendo audio» o «reproduciendo hápticos»), que informaba a los participantes sobre la modalidad sensorial del próximo estímulo. Después de cada estímulo, se pedía a los participantes que calificaran el estímulo utilizando la versión original de la SAM26 (véase Calificación de la autoevaluación, más adelante), por lo que calificaban los estímulos según su excitación, valencia y dominancia26, con la mano derecha. Cada dimensión de la SAM se presentó en un orden aleatorio, una tras otra. Tras responder a la última de las preguntas del SAM, se iniciaba una nueva cuenta atrás que marcaba el comienzo de un nuevo ensayo. Al comienzo de cada cuenta atrás, los participantes colocaban su mano derecha cómodamente sobre una caja negra de plexiglás que contenía un dispositivo háptico en el aire (Ultrahaptics®), como habían aprendido previamente durante la familiarización. La caja estaba abierta por la parte superior, y en el borde cercano al participante se colocó un soporte blando para la muñeca, de forma que los participantes pudieran colocar cómodamente su mano derecha sobre la abertura, con la palma completamente expuesta al dispositivo háptico mid-air a una distancia de 20 cm (Fig. 1). Cabe destacar que el diseño de la caja permitía a los participantes colocar fácilmente su mano sobre el dispositivo de forma estandarizada. Además, el experimentador asistió al participante durante todo el experimento y repitió los ensayos en caso de que la mano estuviera mal colocada.

Estímulos

Estímulos auditivos

Los estímulos auditivos comprenden diez sonidos de la base de datos IADS (véase la Tabla 1), y diez extractos instrumentales de varias composiciones (véase la Tabla 2). Los diez sonidos del IADS se seleccionaron de acuerdo con sus puntuaciones de SAM en cuanto a valencia y excitación, según los informes de trabajos anteriores13. Los sonidos del IADS se seleccionaron de forma que dos de ellos tuvieran puntuaciones de excitación alta y valencia alta, dos de ellos tuvieran puntuaciones de excitación baja y valencia baja, dos de ellos tuvieran puntuaciones de excitación alta y valencia baja, y dos se definieran como neutros (puntuaciones de excitación baja y valencia media). Los diez sonidos instrumentales fueron calificados por primera vez en este trabajo y constituyen una contribución original al estado del arte. Las piezas musicales se consideraron una forma «abstracta» de estimulación en nuestro estudio. De hecho, las piezas instrumentales no transmiten un significado inmediato a los oyentes, y el contenido emocional de la pieza está más bien relacionado con características dentro de la composición (por ejemplo, la tonalidad, el tempo, etc.)16,17. La inclusión de piezas de música clásica en nuestra base de datos fue motivada por el reciente interés en la relación entre las piezas musicales y las reacciones emocionales14-17. Todos los estímulos auditivos se presentaron a los participantes mediante un par de auriculares (Beat Studio, Monster); el volumen de los estímulos auditivos no superaba el límite de los 90 dB (IADS #275, grito). La duración de todos los estímulos auditivos IADS seleccionados fue de 6 s, salvo uno que duró 5 s (véase la Tabla 1). La duración de los estímulos auditivos abstractos-clásicos podía variar en función de la frase musical (ver Tabla 1).

Estímulos visuales

Los veinte estímulos visuales comprenden 10 imágenes de la base de datos IAPS, y diez imágenes abstractas (ver Tabla 1). Las diez imágenes de la IAPS se seleccionaron de acuerdo con sus puntuaciones de SAM en cuanto a valencia y excitación, según los informes de trabajos anteriores3. En concreto, se seleccionaron dos imágenes con puntuaciones de arousal alto y valencia alta, dos con puntuaciones de arousal bajo y valencia baja, dos con puntuaciones de arousal bajo y valencia alta, y dos con puntuaciones de arousal alto y valencia baja, y dos fueron imágenes definidas como neutras (con puntuaciones de arousal bajo y valencia media). Los diez cuadros abstractos se seleccionaron arbitrariamente entre las obras de artistas de renombre, por lo que sus puntuaciones de arousal, valencia y dominancia se evaluaron por primera vez en el presente trabajo. La elección del arte abstracto como estímulo emocional se inspiró en el conjunto de literatura sobre emociones, arte y estética8,36. Al incluir obras de arte abstracto en nuestro experimento, probamos estímulos visuales emocionales que, como en el caso de las piezas instrumentales en el ámbito acústico, no se relacionan con un significado obvio. Los datos que aquí se presentan podrían servir para explorar más a fondo la conexión entre las reacciones estéticas y emocionales. Todos los estímulos visuales se presentaron en el centro de una pantalla de monitor (26 pulgadas), colocada a unos 40 cm de distancia de los participantes, con el centro alineado a la altura de los ojos de los participantes. Los estímulos visuales se mostraron durante 15 s.

Estímulos hápticos

Se suministraron diez estímulos hápticos mediante un dispositivo háptico en el aire desarrollado por Ultrahaptics Ltd (http://ultrahaptics.com/). Esta tecnología háptica mid-air permite la creación de sensaciones táctiles a través de ondas de ultrasonido focalizadas, dando lugar a sensaciones que pueden describirse como lluvia seca, bocanadas de aire37. El dispositivo háptico se compone de una matriz de transductores ultrasónicos de 16×16; cada transductor puede activarse individualmente, en secuencia o simultáneamente con otros transductores, creando así patrones únicos que varían en ubicación, intensidad, frecuencia y duración38.Los diez estímulos hápticos diferentes utilizados en el presente experimento se presentan en forma de patrones hápticos. Estos patrones se seleccionaron de una lista de patrones hápticos creada y validada previamente por Obrist y sus colegas25. Estos patrones varían en cuanto a la ubicación (16 ubicaciones diferentes especificadas en una cuadrícula de 4×4) en la palma de la mano de los usuarios, la intensidad (tres niveles: bajo – medio – alto), la frecuencia (cinco opciones, rango: 16-256 Hz) y la duración (200-600 ms). Téngase en cuenta que dichos patrones se diseñaron para la mano derecha del usuario y, por lo tanto, se aplicaron a la mano derecha del participante, sin tener en cuenta la dominancia de la mano.

Calificación de la autoevaluación

Las calificaciones de los participantes sobre su propia reacción emocional se registraron utilizando el Maniquí de Autoevaluación (SAM) (véase la Fig. 2), una técnica de evaluación pictórica no verbal que evalúa la reacción emocional según tres componentes: Valencia (si la emoción suscitada es positiva o negativa), Excitación (cuánto «activa» la emoción suscitada) y Dominancia (si el participante se siente «en control» de la emoción), que a menudo se identifican como los principales descriptores de todas las activaciones emocionales26. El SAM fue propuesto por primera vez por Bradley y Lang 24, y refleja la idea de que las emociones tal y como las conocemos (es decir, el miedo, la alegría, la ira, la calma, etc.) pueden representarse en un espacio bidimensional que tiene la Valencia y la Excitación como ejes ortogonales principales. A pesar de que la discusión de las diferentes teorías de las emociones está más allá del alcance de este artículo, vale la pena considerar la ventaja de utilizar el enfoque SAM en comparación con un cuestionario que refleja un modelo categórico de las emociones (es decir, la Rueda de Emociones de Ginebra). De hecho, en comparación con un enfoque categórico de las emociones27, este enfoque nos permitió obviar la implicación semántica y la idiosincrasia que los participantes podrían haber tenido al nombrar la emoción que estaban sintiendo39, centrándonos en cambio en la evaluación de su propio estado emocional. Las escalas de valoración se mostraron en la pantalla del ordenador. Debajo de cada escala de valoración se presentó una barra horizontal de la misma longitud de las cinco representaciones pictóricas de SAM con un cursor en el centro de la barra. Los participantes tenían los cinco maniquíes diferentes como referencia visual para cada dimensión emocional (es decir, excitación, valencia y dominancia). Los participantes podían regular la posición del cursor sobre la barra mediante un ratón maniobrado con la mano derecha. Las escalas de valoración van de 0 a 100, en pasos de 1 punto, donde 0 corresponde al maniquí del extremo izquierdo y 100 al del extremo derecho26. Se utilizó una escala visual analógica continua para tener más precisión en el análisis de datos paramétricos y más sensibilidad al cambio en la evaluación40. No se dio ningún límite de tiempo a los participantes para responder al SAM.

Registro de conductancia de la piel y extracción de características

La respuesta de conductancia de la piel (SC) se midió con un dispositivo inalámbrico Shimmer3 GSR+ Unit (Shimmer Sensing, Dublín). Se colocaron dos electrodos TIPO de dedo de 8 mm (como: Ag-AgCl) (electrodos GSR, Shimmer Sensing) con un voltaje constante (0,5 V) en las falanges intermedias de los dedos índice y anular de los participantes. El dispositivo de registro SC se conectó de forma inalámbrica a un PC para digitalizar los datos a través del software ShimmerCapture. El parámetro de ganancia se fijó en 10 mSiemens (μS)/Voltio, la resolución A/D era de 12 bits, lo que permitía registrar respuestas que iban de 2 a 100 μS.

Cada registro se analizó utilizando la caja de herramientas Ledalab de MATLAB. Como primer paso, los datos se redujeron y se limpiaron de artefactos (véase la validación técnica). La extracción de características se obtuvo mediante el análisis de deconvolución continua41 (CDA). El CDA divide la señal del SC en un componente fásico y otro tónico, lo que facilita la extracción de características relacionadas con eventos determinados (desencadenantes). Las características relacionadas con los eventos obtenidas con el CDA se muestran en la Tabla 2, que ha sido adaptada de la tabla original presentada en www.ledalab.de. Hay que tener en cuenta que, aunque el desencadenante que provocó las características relacionadas con el evento se estableció al principio del estímulo, la ventana de tiempo considerada para calcular las características relacionadas con el evento abarcó toda la duración del estímulo, más 4 s (para una discusión sobre la duración de esta ventana de tiempo, consulte Notas de uso y Limitaciones de la base de datos, más adelante). También se obtuvieron características estándar de valle a pico (TTP) a partir de la señal sin procesar, así como medidas globales (desviación media y máxima, véase la Tabla 2).

En general, las características relacionadas con la respuesta SC se han relacionado en múltiples ocasiones con respuestas emocionales (y en particular, con respuestas de alta excitación)31-33. Los estados emocionales caracterizados por una elevada excitación se correlacionan con la activación de una respuesta de lucha o huida. Dicha respuesta está regulada por el sistema autónomo (y en particular por el sistema simpático), que a su vez activa el nervio sudomotor, desencadenando la liberación de sudor de las glándulas sudoríparas de la piel de la mano. En la Fig. 3 se muestra un ejemplo de señal SC.